JPH09151269A - 射出成形用発泡塩化ビニル系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用されている通常の射出成形機でも、２倍
を越える高発泡倍率の発泡体の成形が可能であり、外観
形状等の品質にも優れた成形体が得られる射出成形用発
泡塩化ビニル系樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 塩化ビニル系樹脂１００重量部に、分子
量が４５０万〜７００万のポリメチルメタクリレート系
樹脂２〜３０重量部と、熱分解型発泡剤０．５重量部以
上とを配合してなる樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汎用されている通
常の射出成形機の、成形材料として使用可能な射出成形
用発泡塩化ビニル系樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂製の成形体は、耐衝撃
性、耐熱性等の物理的性質や、耐溶剤性、耐酸性、耐ア
ルカリ性等の化学的性質が優れていることから、建材そ
の他の用途に広く用いられてきたが、発泡体の成形が可
能となってから、その特性を利用して軽量性、断熱性、
遮音性等を必要とする用途にも採用されるようになり、
さらに広い用途に使用されている。

【０００３】このような塩化ビニル系樹脂製の発泡成形
体は、熱分解型無機発泡剤や熱分解型有機発泡剤等を使
用し 主として押出成形法により製造されてきた。例え
ば、特公昭６３−９５４０号公報には、低重合度の塩化
ビニル系樹脂を主材とし、発泡剤として、アゾジカルボ
ンアミド等の熱分解型有機発泡剤と、重炭酸ナトリウム
等の熱分解型無機発泡剤とを併用し、更に分子量が２０
万〜３００万のメタクリル酸エステル系樹脂並びに炭酸
カルシウム、タルク、クレイ、アスベスト、シリカから
なる群より選ばれる１種以上の充填剤を配合してなる高
発泡性塩化ビニル系樹脂組成物が記載されている。

【０００４】この樹脂組成物を用いて成形した場合、均
一微細なセル構造を有し且つ表面光沢に優れると共に高
い表面硬度のスキン層を有する発泡成形体が得られるこ
とが開示されている。ところが、この樹脂組成物を用い
て射出成形法により成形した場合、射出成形法自体の特
性に基づく溶融樹脂の滞留や高剪断力その他の理由によ
り溶融樹脂が過熱されて熱分解を起こし易く、２倍を超
える発泡倍率を持つ成形体を得ることが困難であった。

【０００５】そこで、射出成形に適した発泡塩化ビニル
系樹脂組成物についての開発がなされた。その一つとし
て、特開平３−１４６５３４号公報には、同じく低重合
度の塩化ビニル系樹脂を主材とし、更に可塑剤と耐衝撃
剤と特定の発泡剤とを、それぞれ特定の割合で配合して
なる組成物が開示されており、併せてこの組成物を材料
として得た硬質塩化ビニル系樹脂発泡成形体と、その製
造方法についての提案がなされている。

【０００６】しかしながら、この技術を用いて硬質塩化
ビニル系樹脂発泡成形体を得るには、上記公報に記載さ
れている通り、特別の射出成形機を使用し、特定の成形
条件の下で成形する必要があり、汎用されている通常の
射出成形機を用いたのでは、尚樹脂分解が発生したり、
発泡セルの分散が不均一であったり、ヒケが生ずる等、
良好な品質のものが得られず、更に発泡倍率の低下をも
引き起こすという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、汎用されている通常の射出成形機
でも、発泡倍率が２倍を超える高発泡倍率の発泡体の成
形が可能であり、且つ外観形状等の品質にも優れた成形
体が得られる、射出成形用発泡塩化ビニル系樹脂組成物
を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の射出成形用発泡
塩化ビニル系樹脂組成物は「塩化ビニル系樹脂１００重
量部に、分子量が４５０万〜７００万のポリメチルメタ
クリレート系樹脂２〜３０重量部及び熱分解型発泡剤
０．５〜１０重量部を配合してなること」を特徴とする
ものであり、このことにより上記課題が解決される。

【０００９】本発明に於いて使用する塩化ビニル系樹脂
としては、発泡成形体の素材として従来から使用されて
いるものであれば採用可能であり、例えば、塩化ビニル
単量体の単独重合体；塩化ビニル単量体と塩化ビニル単
量体以外の重合性単量体との共重合体；塩化ビニル系樹
脂以外の重合体に塩化ビニル単量体をグラフトさせたグ
ラフト共重合体；或いは、これらを乾式法や湿式法等の
従来公知の方法を用いて、後塩素化して得られる塩素化
塩化ビニル系重合体等が挙げられ、更にこれらの重合体
や共重合体の混合物も含まれる。

【００１０】上記塩化ビニル系樹脂の平均重合度は、小
さ過ぎると成形体の機械的強度、特に耐衝撃性が低下す
る。又、逆に大き過ぎると成形時の溶融粘度が高くな
り、成形温度が高くなると共に剪断発熱が激しくなって
射出成形し難くなる上に発泡不良を引き起こすことがあ
る。従って、４００〜１０００が好ましく、より好まし
くは５００〜８００の範囲である。

【００１１】上記塩化ビニル単量体以外の重合性単量体
としては、反応性二重結合を有し、塩化ビニル単量体と
共重合可能なものであれば特に限定されず、例えば、エ
チレン、プロピレン、ブテン−１等のα−オレフィン
類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステ
ル類；ブチルビニルエーテル、セチルビニルエーテル等
のビニルエーテル類；メチルアクリレート、エチルアク
リレート等のアクリル酸エステル類；メチルメタクリレ
ート、エチルメタクリレート、フェニルメタクリレート
等のメタクリル酸エステル類；スチレン、α−メチルス
チレン等の芳香族ビニル類；塩化ビニリデン、ふっ化ビ
ニル等のハロゲン化ビニル類；Ｎ−フェニルマレイミ
ド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ−置換マレイ
ミド類等が挙げられ、これらは単独で用いられて２種以
上が併用されてもよい。

【００１２】上記グラフト共重合体に使用される塩化ビ
ニル系樹脂以外の重合体としては特に限定されず、例え
ば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル−一酸化炭素共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体、エチレン−エチルアクリレート−一酸化
炭素共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合
体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリロニトリル
−ブタジエン共重合体、ポリウレタン、塩素化ポリエチ
レン、塩素化ポリプロピレン等が挙げられ、これらは単
独で用いられて２種以上が併用されてもよい。

【００１３】本発明で使用されるポリメチルメタクリレ
ート系樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、或い
はメチルメタクリレートを主体とし、これとエチルアク
リレート、アクリロニトリル、スチレン等との共重合体
等が挙げられる。また、上記ポリメチルメタクリレート
系樹脂の重量平均分子量は４５０万〜７００万に制限さ
れ、且つその使用割合は塩化ビニル系樹脂１００重量部
に対して２〜３０重量部に限定され、好ましくは５〜２
０重量部である。

【００１４】上記ポリメチルメタクリレート系樹脂の重
量平均分子量が、４５０万に満たない場合は、有効な発
泡倍率のものが得られず、逆に７００万を超えると、ポ
リメチルメタクリレート系樹脂の、成形時に於ける塩化
ビニル系樹脂中への分散が悪くなり、発泡性を向上させ
る効果が低下するだけでなく、溶融粘度が高くなって成
形性が悪化するばかりでなく、工業的に生産することが
次第に困難となる。

【００１５】又、上記分子量範囲のポリメチルメタクリ
レート系樹脂の使用量が、２重量部に満たない場合は、
有効な発泡倍率の成形体が得られず、逆に３０重量部を
超えると、成形時の溶融粘度が高くなり成形し難くな
る。

【００１６】通常、押出成形では発泡性の安定化を図る
ために、分子量４００万以下のポリメチルメタクリレー
ト系樹脂が使用されるが、分子量が４５０万以上のもの
を採用すると、溶融粘度上昇による成形性の悪化、熱分
解の発生に伴い、発泡性も悪化するので殆ど用いられる
ことがなかった。

【００１７】本発明者等はこの点に関し種々研究した結
果、射出成形機の成形時に於いて、樹脂が受ける剪断速
度が速いので、分子量４５０万〜７００万のポリメチル
メタクリレート系樹脂の採用が可能であることを見出し
た。即ち、この範囲のものを使用すると、溶融粘度が上
昇しても成形性にそれほど影響することがなく、しかも
所期の発泡倍率のものが安定して得られるようになった
のである。

【００１８】本発明で使用される熱分解型発泡剤として
は、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アン
モニウム等の熱分解型無機発泡剤；Ｎ，Ｎ′−ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−
Ｎ，Ｎ′−ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化
合物；アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニト
リル等のアゾ化合物；ベンゼンスルホニルヒドラジド、
トルエンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジ
ド化合物等の熱分解型有機発泡剤が挙げられる。これら
の熱分解型発泡剤は、単独で使用してもよく、２種以上
を併用してもよい。

【００１９】上記熱分解型発泡剤の添加量は、所期の発
泡成形体の発泡倍率や品質特性等により種々設定すれば
よいが、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、０．
５〜１０重量部である。もし添加量が０．５重量部に満
たない場合は有効な発泡倍率を得ることが困難であり、
１０重量部を超える量を添加しても、それだけの効果が
得られず、発泡効率が悪くなって不経済である。

【００２０】本発明の塩化ビニル系樹脂組成物には、必
要に応じて成形性、熱安定性、耐候性等を向上させるた
めに、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収
剤、滑剤、充填剤、難燃剤、可塑剤、顔料、塗料等を適
宜添加することができる。

【００２１】上記熱安定剤としては、例えばジブチル錫
マレート、ジブチル錫メルカプト等の錫系；ステアリン
酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜
鉛等の有機金属石鹸系；ステアリン酸鉛等の鉛化合物系
等の熱安定剤が挙げられる。

【００２２】又、滑剤としては、例えばポリエチレンワ
ックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系；ス
テアリルアルコール等の高級脂肪族アルコール系；ステ
アリン酸、ヒドロキシステアリン酸等の高級脂肪酸系；
ブチルステアレート等のモノアルコール脂肪酸エステル
系；グリセリンモノステアレート、グリセリントリステ
アレート等の多価アルコール脂肪酸エステル系等が挙げ
られる。

【００２３】又、難燃剤としては、例えばハロゲン系難
燃剤、リン系難燃剤、三酸化アンチモン等の金属酸化物
系難燃剤等が挙げられる。

【００２４】上述の各成分を配合するには、通常の塩化
ビニル系樹脂組成物の配合に採用される方法がそのまま
採用出来る。即ち、例えば各配合成分をヘンシェルミキ
サー等のミキサーに投入してミキシングを行い、均一に
混合すればよい。

【００２５】本発明の発泡塩化ビニル系樹脂組成物を用
いて、射出成形する場合の成形条件としては、射出成形
機の成形温度を適正に管理する必要があり、樹脂や発泡
剤等の種類や添加量等により多少異なるので、一概には
いえないが、シリンダー温度としては、供給側温度（以
下Ｃ₁ という）が８０〜１６０℃、中央部温度（以下Ｃ
₂ という）が１００〜１８０℃、排出側温度（以下Ｃ₃
という）が１３０〜２００℃、ノズルヘッドの温度とし
ては、１３０〜２００℃、金型温度としては２０〜８０
℃とするのが好ましい。

【００２６】（作用）本発明の射出成形用発泡塩化ビニ
ル系樹脂組成物は、塩化ビニル系樹脂とポリメチルメタ
クリレートと熱分解型発泡剤とを使用し、特にポリメチ
ルメタクリレートは、分子量が４５０万〜７００万とい
う特定の範囲内にあるものを特定量使用するので、通常
の射出成形機による発泡成形が可能であり、ポリメチル
メタクリレートが塩化ビニル系樹脂中に均一に分散し、
成形材料の溶融粘度が適正に維持されて過度に発熱する
ことなく発泡セルの均一化を図ることができ、且つ有効
な高発泡倍率のものが得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００２８】（実施例１〜４および比較例１〜７）表１
に示した各種材料配合の組合せからなるものを、ヘンシ
ェルミキサーに供給して均一に混合し、射出成形用発泡
塩化ビニル系樹脂組成物を得た。次に、これを射出成形
機（日本製鋼所社製、型式：ＪＳＷＪ１００Ｅ−Ｃ５）
に供給し、内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍ、長さ８０ｍｍ
の筒状成形体成形用の金型内に、下記成形条件にて射出
成形し、塩化ビニル系樹脂発泡成形体を得た。得られた
成形体に関する各種物性を下記評価方法で評価し、その
結果を表１に示す。

【００２９】表１において、塩化ビニル樹脂（Ｉ）は平
均重合度６００のもの、塩化ビニル樹脂（II）は平均重
合度８００のもの、ポリメチルメタクリレート系樹脂
（Ｉ）は分子量４７０万のもの（三菱レーヨン社製、商
品名：メタブレンＰ−５３１）、ポリメチルメタクリレ
ート系樹脂（II）は分子量３１０万のもの（三菱レーヨ
ン社製、商品名：メタブレンＰ−５３０Ａ）、ポリメチ
ルメタクリレート系樹脂（III)は分子量１４５万のもの
（三菱レーヨン社製、商品名：メタブレンＰ−５５１
Ａ）をそれぞれ指す。

【００３０】又、表１に示した各種配合材料には、上記
塩化ビニル樹脂とポリメチルメタクリレート系樹脂の他
に、熱分解型無機発泡剤（永和化成工業社製、商品名：
セルボンＳＣ−Ｄ）４重量部、充填剤（白石工業社製、
商品名：ＣＣＲ）５重量部、錫系安定剤（三共有機社
製、商品名：ＯＮＺ−１４２Ｆ）２重量部、ポリエチレ
ンワックス（三井石油化学社製、商品名：Ｈｉｗａｘ４
２０２Ｅ）１重量部、グリセリンモノステアレート（理
研ビタミン社製、商品名：リケマールＳ─１００）１重
量部、エステル系滑剤（理研ビタミン社製、商品名：Ｓ
Ｌ−０２）０．５重量部をそれぞれ配合した。

【００３１】又、成形条件は次のように設定した。 ・成形温度 Ｃ₁ ＝１７０℃、Ｃ₂ ＝１７５℃、Ｃ₃ ＝１８０℃、ノ
ズルヘッド＝１８５℃ ・スクリュー回転速度＝１５％、・射出速度＝７０％、
・射出圧力＝７０％ ・保圧＝０％、・背圧＝５％、・金型温度＝４０℃ ・射出時間＝１０秒、・冷却時間＝６０秒 ・計量＝樹脂が完全に充満する量（発泡倍率等により変
更）とした。

【００３２】又、評価方法は次の通りである。 発泡倍率 得られた発泡成形体の見掛け密度をＡＳＴＭ−Ｄ−１５
６５に準拠して測定し、その測定値をもとに次式により
算出した。 発泡倍率＝樹脂組成物の非発泡見掛け密度／発泡成形体
の見掛け密度 発泡セル状態 得られた発泡成形体の断面を光学顕微鏡で観察し、次の
判定基準により評価した。 ○＝セルが均一に分散、△
＝セルの分散状態がやや不均一 ×＝セルの分散状態が不均一 外観形状 得られた発泡成形体の外観形状を目視により観察し、次
の判定基準により評価した。 ○＝ヒケがない、△＝ヒケが少しある、×＝ヒケが大き
い

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の結果から明らかなように、塩化ビニ
ル樹脂に対して、特定範囲の分子量を持つポリメチルメ
タクリレート系樹脂を適量に配合した各実施例の場合
は、所期の品質のものが得られたのに対し、特定範囲の
分子量を持たないポリメチルメタクリレート系樹脂を使
用した比較例１〜３および５の場合は、何れも発泡倍率
が２倍に満たないものであり、更に比較例５の場合は、
発泡セル分散状態の悪いものが得られた。

【００３５】又、実施例と同じポリメチルメタクリレー
ト系樹脂を使用したが、使用量の少ない比較例４の場合
は、所期の発泡倍率が得られず、発泡セルの分散状態も
好ましいものではなく、同じく使用量の少ない比較例６
の場合は、発泡倍率が極端に低く、しかも発泡セル分散
状態が悪く、外観形状も好ましいものではなかった。
又、実施例と同じポリメチルメタクリレートを、特定範
囲を越えて多量に使用した比較例７の場合は、発泡倍
率、発泡セル状態及び外観形状全てに劣るものであっ
た。

【００３６】

【発明の効果】本発明の射出成形用発泡塩化ビニル系樹
脂組成物は、塩化ビニル系樹脂とポリメチルメタクリレ
ート系樹脂と熱分解型発泡剤とを使用し、特にポリメチ
ルメタクリレート系樹脂は、分子量が４５０万〜７００
万という特定の範囲内にあるものを特定量使用したの
で、通常の射出成形機でも発泡倍率が２倍を超えるもの
が得られ、且つ外観形状等の品質にも優れた発泡成形体
が得られる。従って、既存の射出成形機の使用による製
造コストの低減が可能であり、且つ用途範囲が拡大され
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 27:06 105:04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル系樹脂１００重量部に、重量
   平均分子量が４５０万〜７００万のポリメチルメタクリ
   レート系樹脂２〜３０重量部及び熱分解型発泡剤０．５
   〜１０重量部を配合してなることを特徴とする射出成形
   用発泡塩化ビニル系樹脂組成物。